2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on high precision measurement and optimum selection method of wax and structure for ski race
Project/Area Number |
16K01648
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
宮本 直人 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60400462)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | スポーツ科学 / スポーツ工学 / スキー / ワックス / ストラクチャー / 摩擦係数 / キネマティックGNSS / 高精度測位 |
Outline of Annual Research Achievements |
スキー競技において,ワックスおよびストラクチャは勝敗を決める最重要要素である.これらの滑走性能は雪面状態や気象条件に大きく左右されるため,競技時に競技コースの雪面状態や気象条件に最も適合するワックスやストラクチャを選択することが最高の滑りを実現するために極めて重要である.そこで本研究では,ワックスおよびストラクチャを性能評価するための高精度GPS装置を開発した.このGPS装置は測位精度3cm以下,寸法18.5mm×38.5mm×78.5mm,重さ64gである.後処理キネマティック測位方式により小型・軽量化を実現した.このGPS装置はアンテナ,バッテリー,ロガー等を内蔵しており,他の外付け部品を必要とせず単体で高精度測位が可能である. このGPS装置をスキー滑走者の後頭部に装着し,雪斜面を直滑降した時の三次元軌跡と速度をcm精度で計測した.様々な種類のワックスやストラクチャを施したクロスカントリースキー板を用意し,様々な雪面状態および気象条件の下でそれぞれのスキー板の三次元軌跡と速度を計測した.摩擦係数の推定はエネルギー保存の法則を用いた.力学的エネルギー(運動エネルギーと位置エネルギーの和)は滑走中徐々に減少するが,これは摩擦抵抗および空気抵抗によるエネルギー損失であり,そこから摩擦係数を推定した.本手法により,摩擦係数が0.001の確度で計測できることを確認した. ワックスやストラクチャの滑走性能は雪面状態や気象条件に大きく依存する.そのため,競技コースの雪面状態(雪質,雪温,含水率,比重,硬度)および計測時の気象条件(気温,湿度,風速,日照)を摩擦係数と関連付けてデータベース化した.また,与えられた雪面状態および気象条件を元に最適なワックスおよびストラクチャを選定する最適選定アルゴリズムを開発した.これにより,最適なワックスおよびストラクチャを選定するための基礎を構築した.
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキーのレースコース計測2018
Author(s)
宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山望, 宮本明, 張山昌論, Thomas Stoggl, Olli Ohtonen, Teemu Lemmettylla, Vesa Linnamo, Stefan Josef Lindinger
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Journal Title
日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018講演論文集
Volume: C-31
Pages: 1~9
Int'l Joint Research
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[Presentation] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキーのレースコース計測2018
Author(s)
宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山望, 宮本明, 張山昌論, Thomas Stoggl, Olli Ohtonen, Teemu Lemmettylla, Vesa Linnamo, Stefan Josef Lindinger
Organizer
日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018
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